Номер 2-34, страница 28 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

2-34. Какую массу воды нужно подвергнуть разложению электрическим током, чтобы получить
а) 1,6 г кислорода;
б) 1,6 г водорода?

Для решения задачи необходимо использовать уравнение реакции разложения воды (электролиза). Это стехиометрическая задача, решаемая через нахождение количества вещества.

Уравнение реакции разложения воды электрическим током:

$$2H_2O \xrightarrow{\text{электрический ток}} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$$

Из уравнения видно, что из 2 моль воды образуется 2 моль водорода и 1 моль кислорода.

Рассчитаем молярные массы (M) необходимых веществ, используя относительные атомные массы: $Ar(H) = 1$, $Ar(O) = 16$.

• Молярная масса воды ($H_2O$): $M(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$
• Молярная масса кислорода ($O_2$): $M(O_2) = 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$
• Молярная масса водорода ($H_2$): $M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$

а)

Дано:

$m(O_2) = 1,6 \text{ г}$

Найти:

$m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Найдем количество вещества (n) кислорода ($O_2$) массой 1,6 г по формуле $n = m/M$:

$$n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{1,6 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,05 \text{ моль}$$

2. Согласно уравнению реакции, количество вещества воды в 2 раза больше количества вещества кислорода:

$\frac{n(H_2O)}{2} = \frac{n(O_2)}{1}$

$n(H_2O) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0,05 \text{ моль} = 0,1 \text{ моль}$

3. Найдем массу воды, необходимую для реакции, по формуле $m = n \cdot M$:

$$m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 0,1 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 1,8 \text{ г}$$

Ответ: чтобы получить 1,6 г кислорода, нужно подвергнуть разложению 1,8 г воды.

б)

Дано:

$m(H_2) = 1,6 \text{ г}$

Найти:

$m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Найдем количество вещества (n) водорода ($H_2$) массой 1,6 г:

$$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{1,6 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 0,8 \text{ моль}$$

2. Согласно уравнению реакции, количество вещества воды равно количеству вещества водорода:

$\frac{n(H_2O)}{2} = \frac{n(H_2)}{2} \implies n(H_2O) = n(H_2)$

$n(H_2O) = 0,8 \text{ моль}$

3. Найдем массу воды, необходимую для реакции:

$$m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 0,8 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 14,4 \text{ г}$$

Ответ: чтобы получить 1,6 г водорода, нужно подвергнуть разложению 14,4 г воды.